산업화에 의해 생성된 여러 가지 오염물질 가운데 중금속인 니켈 (Ni)과 코발트 (CoⅡ)는 연안해역으로 유입 시 극히 미량일지라도 생체 내 축적되어 해양생물의 생리 및 발생에 장애를 일으키는 것으로 알려져 있으며, 먹이연쇄 (food chain)를 통해 생물확대 (biomagnification)됨으로써 해양생태계 전반에 영향을 미칠 수 있다. 성게는 중요한 수산생물로서 발생학 연구가 시작된 이래 해양생물 발생연구의 모델이 되어왔다. Metallothionein은 세포내 유해중금속을 제거하는 기능을 가진 금속결합단백질이며, TGF-β의 activin subfamily로 알려진 Nodal은 척추동물에서 중배엽 및 축 형성에 관여한다고 알려져 있다. 본 연구는 조간대 암반 지역에 서식하는 말똥성게 (Hemicentrotus pulcherrimus)를 이용하여 Ni과 CoⅡ가 말똥성게 (H. pulcherrimus)의 수정 및 배아 발생에 미치는 영향에 대하여 관찰하였다. 말똥성게 (H. pulcherrimus) 체강에 0.5 M KCl를 주입하여 방란 및 방정을 유도하였다. 수집한 정자는 Ni 농도 (0, 10, 25, 50, 100, 500 ppb) 및 CoⅡ 농도 (0, 10, 100, 500, 1,000, 2,500 ppb)에서 30분간 노출시킨 후, 난자와 수정을 시켰다. 수정 10분 후 수정막의 형성 여부를 관찰하여 수정률을 조사하였다. 정상적인 배아발생률은 정자와 난자를 인공수정시킨 후, 각각의 Ni 및 CoⅡ 농도에서 64시간 배양한 후, 플루테우스 유생 (pluteus larva)을 정상과 비정상으로 구분 관찰하여 정상적인 배아발생률을 조사하였다. Ni 노출 64시간째 플루테우스 유생을 대상으로 metallothionein 및 nodal mRNA 유전자 발현을 각각의 유전자 프라이머를 이용하여 annealing온도 50℃에서 중합효소연쇄반응법으로 관찰하였다. 연구결과 수정률은 Ni 및 CoⅡ 농도에 유의적인 영향을 받지 않았다. 정상적인 배아발생률은 Ni 및 CoⅡ 농도가 높을수록 농도 의존적으로 정상적으로 발생하는 개체가 유의적으로 감소하였다. Metallothionein mRNA 유전자는 Ni 농도 10 ppb에서부터 대조군에 비하여 발현이 높게 나타났다. Nodal mRNA 유전자는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 말똥성게 (H. pulcherrimus) 배아 발생에 미치는 Ni 및 CoⅡ의 영향을 독성치로 나타낼 때, 무영향농도 (NOEC)는 ＜10 ppb로 같게 나왔으며, 최소영향농도 (LOEC)는 각각 25, 10 ppb를 나타냈으며, 반수영향농도 (EC50)는 각각 34.19 및 71.84 ppb를 나타내었다. 본 연구 결과, 말똥성게 (H. pulcherrimus)의 배아발생률을 이용한 생태독성평가 시 Ni＞ CoⅡ순으로 독성이 강한 것으로 나타났으며, 이들 중금속이 연안 해역에 유입되어 10 ppb를 초과할 경우, 연안 생태계 내에 서식하는 생물의 재생산에 유해한 영향을 미칠 것으로 사료된다.

new N3-O2 pentadentate ligand, H-BHPT, was synthesized. Hydrochloric acid salts of Br-BHPT, Cl-BHPT, CH3O-BHPT and CH3-BHPT, having Br-, Cl-, CH3- and CH3O- substituents at the para position of the phenol hydroxyl group of H-BHPT were synthesized. Hydrochloric acid salts of 3OH-BHPT and 4OH-BHPT, having different position of the phenol hydroxyl group of H-BHPT were also synthesized. The synthesis of each ligand was confirmed by C. H. N. atomic analysis and 1H NMR, 13C NMR, UV-visible, and mass spectra. The calculated proton dissociation constants (logKn H) of the phenol hydroxyl group and secondary amine group of the synthesized N3-O2 ligands showed five steps of the proton dissociations. The order of the overall proton dissociation constants (logβp) of the ligands was Br-BHPT < Cl-BHPT < H-BHPT < CH3O-BHPT < CH3-BHPT. The order agreed with that of Hammett substituent constants (δp). However, dissociation steps of 3OH-BHPT were four and that of 4OH-BHPT was three. The calculated stability constants (logKML) between the ligands and transition metal ions agreed with the order of logβp values of the ligands. The order of the stability constants between the transition metal ions with the synthesized ligands was Co(Ⅱ) < Ni(Ⅱ) < Cu(Ⅱ) > Zn(Ⅱ) > Cd(Ⅱ) > Pb(Ⅱ). The order agreed well with that of the Iriving-Williams.

국내 지하수에 생존하는 황산염환원미생물인 바쿨라템을 이용하여 용존된 우라늄을 제거하는 실험을 실시하였다. 용존 우라늄의 초기 농도는 50μM로 고정하여 실험을 실시하였고, 총 15일 실험기간 내 용존된 우라늄은 본 연구에서 이용한 바쿨라텀과의 반응을 통하여 대부분 제거되었다. 미생물학적 반응을 통한 우라늄 제거과정에 미량 중금속이 미치는 영향을 조사하기 위해 망간, 구리, 니켈, 그리고 코발트 성분을 각각 200μM씩 반응용액에 첨가하여 우라늄 제거 회분식 실험을 실시하였다. 대부분의 중금속 성분들은 미생물의 우라늄 제거 속도와 양에는 큰 영향을 주지 않았지만, 구리는 상당기간 미생물의 활동을 제약하였다. 그럼에도 불구하고 15일 이상의 반응기간을 거치면서 구리에 대한 미생물적 내성이 발현되어 남아 있던 우라늄이 나중에 제거되는 현상이 관찰되었다. 그리고, 미량의 니켈과 코발트는 생물기원의 맥카나와이트 생성 및 성장과 함께 공침하여 저감되는 것으로 관찰되었다.

슈베르트마나이트로부터 침철석으로의 전이 시 일어나는 광물학적 변화 및 이와 연관된 중금속의 거동을 알아보기 위하여 달성광산의 광산배수 정화시설 소택지에 침전된 침전물을 대상으로 광물학적 연구와 지구화학적 연구를 수행하였다. XRD 연구결과 초기에 광산배수로부터 침전된 슈베르트마나이트는 대부분 침철석으로 전이되어 상부 일부에서만 슈베르트마나이트가 관찰되었다. SEM으로 광물 전이에 따른 외부형태 변화를 관찰한 결과 눈에 띄는 변화가 없는 것으로 보아 광물전이는 용해-챔전의 과정보다는 고체상에서의 전이가 있었음을 알 수 있었다. 슈베르트마나이트와 침철석에 흡착 또는 공침된 중금속들 중 Pb와 Cu의 경우 광산배수의 중금속 농도에 비교하여 상대적으로 높은 농도를 보였으며 나머지 중금속들은 상대적인 양에 있어서 비슷한 값을 보였다. 상부 슈베르트마나이트에서 하부의 침철석으로 전이가 일어나면서 광물 내 함유된 중금속의 함량은 일부 시료를 제외하고 전체적으로 눈에 띄는 변화를 보이지 않았으며 이는 슈베르트마나이트에서 침철석으로 전이되는 과정에서 고체 상태에서 전이가 일어나면서 추가적인 중금속의 용출이나 흡착이 없었음을 지시한다.

This study analyzed the concentration of the heavy metals(Cd, Hg, iAs) of urine(n=576) from May, 2007 to Oct 2007. The subject was residents in G, Y, H industrial area, Jeollanam-do, in which exposure due to the adjacency of the industrial complex. As to the heavy metal concentration in the urine of the residents in the whole exposed region and the comparing region, the content of cadmium, mercury, and inorganic arsenic in the exposed region group were 1.23, 1.85, and 8.80 μg/g_ct respectively, and those of the comparing region group were 1.87, 2.00, and 8.93 μg/g_ct respectively, which indicates that the concentration of the comparing group was higher than that of the exposed group. The heavy metal concentration for each age group increased in proportion to age except those under 10 for some substances(p<0.01). As to geometric mean concentration cadmium and inorganic arsenic in urine according to the smoking history of the subject, the concentration of the smoking group and the non-smoking group were 1.65 μg/g_ct and 9.13 μg/g_ct respectively, while those of the non-smoking group were 1.47 μg/g_ct and 8.91 μg/g_ct respectively, which indicates that the former is higher than the latter. As to the inorganic arsenic concentration in urine according to the food preference, in order of vegetable, fish, and meat showed high concentration (p<0.01). To clarify the factors affecting the heavy metal concentration in urine among the subjects, the multiple regression analysis was conducted. As a result, it turned out that as to cadmium content in urine, gender, age, drinking, and smoking have influence on the subjects, with explanatory adequacy of 37.5 %.

Harvesting of marshfire glasswort (Salicornia europaea) by local people has been increased recently since this plant was known for a well-being food. Even though some harvesting sites are facing high risk of environmental pollution, Salicornia europaea is still harvested on a large scale. Therefore, to investigate safety of Salicornia europaea as a food resource, salt marsh environment, potential harvestable biomass, element and heavy metal accumulations in Salicornia europaea has been studied in three salt marshes, west-coast of Korea. Salicornia europaea showed 150 – 230g/㎡/yr harvestable biomass. Biomass and nitrogen contents of Salicornia europaea were closely related to soil nitrogen and carbon concentrations. Average Na, Zn, Fe, Cr accumulations in Salicornia europaea were 41479, 18, 297, 1.5 (mg/kg), indicating valuable trace element contents. However, average heavy metal accumulations such as As, Cd, Cu, Pb, Hg accumulations were 1.5, 7.1, 4.2, 1.5, 0.1 (mg/kg), which were even or higher than national standards (0.5, 0.5, 2, 2, 0.1) of salts. These results imply that harvesting and eating of Salicornia europaea in west-coast research sites would be harmful because the contents would be much higher if it is calculated as only considering salts and minerals. Therefore, harvesting of Salicornia europaea from some salt marsh in west-coast of Korea should be done cautiously.

This study was carried out to compare the toxicity of nano and micrometer particles with Cu and Zn on soil microbial community and metal uptake of buck wheat. In microcosm system, soil was incubated for 14 days after soil aliquots were artificially contaminated with 1,000 mg/kg Cu, Zn nano and micro particles, respectively. After then, buck wheat was planted in incubating soils and non incubating soils. After 14 days, we compared bioaccumulation of metal, and microbial carbon substrate utilization patterns between incubating soils and non-incubating soils. The enrichment factor (EF) values of incubating samples were greater than non-incubating soils. Dehydrogenase activity had been inhibited by Cu and Zn nanoparticles in non-incubating soil, as well as it had been inhibited by Zn micro particles in incubating soils. Results of biolog test, it was not significant different between nano particles and micro particles. It cannot be generalized that nanoparticles of metal are always more toxic to soil microbial activity and diversity than micrometer-sized particles and the toxicity needs to be assessed on a case-by-case basis.

본 연구는 자생 벌개미취를 이용하여 다양한 토양에 오염된 중금속의 정화 가능성을 분석하기 위하여 시행되었다. 중금속으로 오염된 논, 밭 및 수림지에 벌개미취를 식재하여 8주간 재배한 후 생육 및 중금속 흡수능을 분석하였다. 벌개미취는 중금속으로 오염된 논, 밭 및 수림지에서 8주 동안 재배한 결과 벌개미취는 중금속 오염 토양에서도 생육이 우수한 것으로 나타나 중금속 내성이 있는 것으로 생각되었다. 또한 중금속에 오염된 다양한 토양에서 벌개미취가 흡수한 비소, 카드뮴, 구리, 납 및 아연의 함량을 분석한 결과, 벌개미취는 5종의 중금속을 모두 흡수하는 것으로 나타났으나, 토양 내 중금속의 함량 및 토성에 따라 흡수능이 각기 다르게 나타났다. 비소, 카드뮴 및 구리의 경우에는 토양 내 중금속 함량에 영향을 많이 받는 것으로 나타났으며, 토양 내 중금속의 함량이 높을수록 흡수능이 증가되었다. 납은 토양 내 중금속의 함량 보다는 토성에 의하여 흡수능이 달라지는 경향을 보였으며, 사질토인 수림지에서 흡수능이 가장 증가되었다. 아연의 흡수능은 토양 내 아연의 함량과 토성이 모두 영향을 미쳤는데, 고농도의 중금속으로 오염된 논과 밭에서 재배하였을 때 아연의 흡수능이 증가하는 것으로 나타났다. 연구의 결과, 벌개미취는 중금속에 대한 내성이 있으며, 다양한 중금속에 대한 흡수능이 우수하므로 중금속으로 오염된 여러 종류의 토양에 적용 가능한 경관식물 소재로 이용할 수 있을 것으로 생각되었다.

The objectives of this study were to investigate the seasonal characteristics of metallic and ion elements of PM10(Particulate matter with aerodynamic diameter ≤10 ㎛) and the effects of vessels exhaust emission from ships harboring in Busan City. The PM10 samples were collected from January 2010 to October 2010 at Dongsam-dong(coastal area), in Busan City. The particulate matters were analyzed for major water soluble ionic components and metals. The ranges of the PM10 mass concentrations were from 29.8 ㎍/㎥ to 47.0 ㎍/㎥ in Dongsam-dong. The PM10 mass concentrations in Dongsam-dong are very similar to Gwangbok-dong during same sampling periods. These results were understood by the effects of the shipping source emitted from ships anchoraging and running. The concentrations of water-soluble ions and metals in the PM10 had a level of as high as the order of SO4 2- >NO3 - >Cl - and NH4 + >Na + >Ca 2+ >K + >Mg 2+ , respectively. The correlation coefficients(R 2 ) for SO4 2- /PM10 and NH4 + /PM10 of were 0.7446 and 0.7784, respectively, and it showed the high correlation with each other.